ВЫБОР ГЛАВНЫХ РАЗМЕРОВ
По формуле «машинной постоянной» (1.1), устанавливающей связь между размерами машины и электромагнитными нагрузками, определяют произведение , где — диаметр якоря и — длина якоря. При расчете предварительно выбирают индукцию в воздушном зазоре и линейную нагрузку А. Для определения главных размеров и задаются либо отношением , либо одним из размеров. При проектировании машин первых серий и их модификаций не устанавливалась связь между диаметром машины и установочными размерами, поэтому выбор главных размеров машины определялся на основании рекомендаций, устанавливающих экономически целесообразные значения отношения . Полученные при расчете диаметры якоря округлялись до стандартного ближайшего значения, выбранного по шкале диаметров якорей серийных машин.
Машины постоянного тока современных серий имеют единую шкалу высот оси вращения. При заданной высоте оси вращения внешний диаметр корпуса машины постоянного тока не может превышать размер 2 . Обычно этот диаметр должен быть не более м.
По данным многих типов и конструкций машин постоянного тока относительная радиальная высота магнитной системы является функцией числа полюсов. Область значений этой функции для различных чисел полюсов приведена на рис. 11.5. Пользуясь рис. 11.1 и рис. 11.5, можно определить предварительное значение диаметра якоря. Значение необходимо уточнить после составления эскиза магнитной системы и межполюсного окна. Далее по постоянной Арнольда (1.1) и уточненному значению устанавливают расчетную длину якоря .
Так как традиционный способ определения главных размеров машины через отношение длины якоря к его диаметру более удобен, на рис. 11.6 приведены зависимости от диаметра якоря для машин постоянного тока серий 4П, 2П, П и ПН, полученные путем расчета указанного показателя реальных машин. При выборе отношения необходимо иметь в виду, что с увеличением длины машины уменьшается относительная длина лобовых частей, возрастает КПД, снижается момент инерции якоря, но при этом ухудшаются условия охлаждения и коммутации машины.
Рис. 11.5. К определению отношения внешнего диаметра машины к диаметру якоря
Рис. 11.6. ЗависимостьX от диаметра якоря для машин различных серий
Электромагнитная мощность. В (1.1) в качестве расчетной принята электромагнитная мощность . Однако истинное значение электромагнитной мощности можно определить только после полного расчета электрической машины — на этапе расчета ее характеристик. Поэтому мощность определяют по номинальной (заданной) мощности и предварительно принятому значению КПД.
Зависимость КПД от номинальной мощности для машин общего назначения приведена на рис. 11.7.
Для генераторов расчетная мощность принимается равной:
; (11.1)
для двигателей
. (11.2)
Рис. 11.7. Зависимость КПД машинпостоянного тока от мощности машины
Значения коэффициентов и приведены в табл. 11.8, там же даны значения коэффициента определяющего отношения тока возбуждения к току якоря.
Таблииа11.8. Значения коэффициентов , ,
Мощность машины, кВт | |||
Менее 1 | 1,4-1,15 | 0,65-0,85 | 0,2-0,08 |
1—10 | 1,2-1,1 | 0,82-0,95 | 0,1-0,025 |
10—100 | 1,15-1,06 | 0,85-0,97 | 0,035-0,02 |
100—1000 | 1,06-1,03 | 0,93-0,98 | 0,02-005 |
Для электрических машин общего назначения можно определить электромагнитную мощность по формуле
, (11.2. а)
где — КПД (рис. 11.7).
Выбор коэффициента полюсного перекрытия. Расчетный коэффициент полюсного перекрытия ,как следует из (1.1), оказывает влияние на степень использования машины: с увеличением возрастает использование машины. Однако при чрезмерном увеличении уменьшается ширина межполюсного окна ,возрастает поток рассеяния главных полюсов, увеличивается проникновение поля главных полюсов в зону коммутации, уменьшается коммутационная надежность машины.
Для машин общего назначения с добавочными полюсами значение устанавливается в пределах 0,55...0,72, без добавочных полю сов = 0,6...0,85.
На рис. 11.8 приведены зоны предельных значений для машин общего назначения при числе полюсов 2р ≥ 4.
Рис. 11.8. Зависимость
Выбор электромагнитных нагрузок.Согласно (1.1) увеличение электромагнитных нагрузок и приводит к улучшению использования объема якоря. Однако с ростом линейной нагрузки увеличивается нагрев якоря и машины, ухудшается коммутация, с ростом насыщаются отдельные участки магнитной цепи.
Таким образом, оптимальные значения электромагнитных нагрузок невозможно выбрать на начальном этапе расчета электрической машины. Этот выбор, как правило, основывается на данных, полученных в результате анализа ранее разработанных серий машин постоянного тока или путем расчета и сравнения ряда вариантов.
Рекомендуемые значения и для машин общего назначения приведены на рис. 11.9 и 11.10. При выборе линейных нагрузок необходимо учитывать, что для хорошо охлаждаемых машин можно выбрать более высокие значения линейных нагрузок; для тихоходных машин, работающих, с перегрузками и частными реверсами, необходимо принимать уменьшенные значения линейных нагрузок. Выбранные значения электромагнитных нагрузок обычно корректируются после расчета ряда вариантов выбора главных размеров, геометрии зубцовой зоны и обмоток.
Рис. 11.9. Зависимость линейной нагрузки от диаметра якоря
Рис. 11.10. Зависимость индукциив воздушном зазоре от диаметра якоря
Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 2588;